(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エッチング液中で対向配置された電極板からなる電極対を有し、アルミニウム箔が前記電極対の間を通過する際に電解エッチングされる電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置において、
前記電極対は各々、前記アルミニウム箔と対向する部分のうち、幅方向の両端部での電極間距離が幅方向において最大となる加工部を備え、
前記加工部の最大電極間距離が前記アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最小電極間距離の１．２５〜１．７０倍であり、かつ当該加工部の幅寸法が、前記電極対において前記アルミニウム箔と対向する有効幅寸法の１０〜３０％であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置。
【請求項２】
請求項１において、前記加工部は、前記電極対の各々に形成されたテーパ部であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置。
【請求項３】
請求項１において、前記加工部は、前記対をなす電極板の各々に形成された段差部であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置。
【請求項４】
請求項１〜５のいずれかにおいて、前記電極対で対向する電極面の形状は、前記アルミニウム箔の幅方向の中央を中心とする左右対称であることを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置。
【請求項５】
請求項１〜６のいずれかに規定する電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置によって製造されたことを特徴とする電解コンデンサ用エッチング箔。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置、およびこの装置により製造された電解コンデンサ用エッチング箔に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサ用エッチング箔は、塩酸を含む溶液中での直流エッチングまたは交流エッチングをアルミニウム箔に施して表面を粗面化することで得られる。このようなエッチングのうち、例えば、直流エッチングを行う場合には、給電ローラに接触させることにより正の電圧を印加したアルミニウム箔をエッチング液中の電極板（陰極板）の間を通過させる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、中高圧用電解コンデンサに用いられるエッチング箔を製造するためのエッチング機は、例えば、図２および図５に示すように、アルミニウム箔３に対する給電ローラ５を備えているとともに、エッチング槽４内のエッチング液中で対向配置された電極板６（陰極板）からなる電極対をエッチング液中に備えており、これらの電極板の間をアルミニウム箔３が陽極として通過する際、アルミニウム箔３の両面が電気化学的にエッチングされ、アルミニウム箔３にエッチングピットが形成される。
なお、従来は、図５に示すように、電極対を構成する電極板６の中央部分における電極間距離Ｌ１′は、両端部における電極間距離Ｌ２′と等しく、電極対の幅寸法における電極間距離は一定である。
【非特許文献１】永田  伊佐也著「電解液陰極アルミニウム電解コンデンサ（アルミニウム乾式電解コンデンサ増補改訂版）  日本蓄電器工業株式会社出版、１９９７年２月２４日、第２版第１刷、ｐ．２５０〜２５２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のアルミニウム電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置では、電極板６の間を通過した段階でアルミニウム箔３の幅方向における両端部に短いエッチングピットが集中して形成されるため、このようなエッチングピットが集中した領域では、エッチングが進行していくうちに表面が欠落してしまう。その結果、静電容量が低下するとともに、アルミニウム箔３の幅方向において、静電容量が大きくばらついてしまうという問題点を有している。
【０００５】
ここに本願発明者は、このような容量バラツキが発生する原因として、電極板６から発生した水素ガスがアルミニウム箔３と電極板６の間から十分に排出されずにアルミニウム箔３に衝突し、エッチング液中で局部的に無電解状態が生じるなど、アルミニウム箔３の幅方向でエッチング条件が変動しているからと考え、このような水素ガスの影響を排除することを提案するものである。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、幅方向における静電容量のバラツキを抑制することのできる電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置、および電解コンデンサ用エッチング箔を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、エッチング液中で対向配置された電極板からなる電極対を有し、アルミニウム箔が前記電極対の間を通過する際に電解エッチングされる電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置において、前記電極対は各々、前記アルミニウム箔と対向する部分のうち、幅方向の両端部での電極間距離が幅方向において最大となる加工部を備え、前記加工部の最大電極間距離が前記アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最小電極間距離の１．２５〜１．７０倍であり、かつ当該加工部の幅寸法が、前記電極対において前記アルミニウム箔と対向する有効幅寸法の１０〜３０％であることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、アルミニウム箔と対向する部分のうち、幅方向の両端部での電極間距離が幅方向において最大となる加工部（加工部の最大電極間距離がアルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最小電極間距離の１．２５〜１．７０倍）を備え、当該加工部の幅寸法が、前記アルミニウム箔と対向する有効幅寸法の１０〜３０％である電極対を用いているため、電極板の間で発生した水素ガスは、電極間距離が広い領域から効率よく排除される。このため、水素ガスがアルミニウム箔と電極板の間から十分に排出されずに局部的に無電解状態を発生させることがなく、アルミニウム箔は、幅方向全体において水素ガスによる影響を受けずに最適な条件でエッチングされる。
それ故、本発明によれば、静電容量を向上させることができるとともに、幅方向における静電容量のバラツキを抑制することができる。
【００１１】
本発明において、前記加工部は、例えば、前記電極対の各々に形成されたテーパ部である。
【００１２】
本発明において、前記加工部は、前記対をなす電極板の各々に形成された段差部である構成を採用してもよい。
【００１３】
本発明において、前記電極対で対向する電極面の形状は、前記アルミニウム箔の幅方向の中央を中心とする左右対称であることが好ましい。このように構成すると、アルミニウム箔の幅方向における容量バラツキをより抑制することができる。
【００１４】
本発明に係る製造装置によって製造されたアルミニウム電解コンデンサ用エッチング箔では、幅方向における静電容量のバラツキが小さいので、これを用いて電解コンデンサを製造した際、電解コンデンサの静電容量のバラツキが小さく、容量小などの不具合品の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明では、幅方向の両端部に電極間距離が広い領域が形成された電極対を用いているため、電極板の間で発生した水素ガスは、電極間距離が広い領域から効率よく排除される。このため、水素ガスがアルミニウム箔と電極板の間から十分に排出されずに局部的に無電解状態を発生させることがなく、アルミニウム箔は、幅方向全体において水素ガスによる影響を受けずに最適な条件でエッチングされる。
それ故、幅方向における静電容量のバラツキを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用したエッチング機（電解コンデンサ用エッチング箔の製造装置）の概略構成を示す説明図である。図２は、図１に示すエッチング機の一次エッチング槽の概略構成を示す説明図である。
【００１７】
図１および図２に示すエッチング機は、中高圧用の電解コンデンサ用エッチング箔を製造するための装置であり、１はロール状に巻回されたアルミニウム箔を供給する巻き出しロール、２は前処理槽、３はアルミニウム箔、４はエッチング孔（ピット）を発生させる一次エッチング槽、５はエッチング用直流電源よりアルミニウム箔に直流電流を印加する給電ローラ、６は電極板、７は発生したピットの孔径を拡大する二次エッチング槽、８は乾燥炉、９は巻き取りロールである。
【００１８】
このように構成された中高圧エッチング機を用いて、電解コンデンサ用エッチング箔を製造する場合を説明する。
【００１９】
まず、アルミニウム箔３として、原箔（未エッチングのアルミニウム箔）の状態で厚さが７０〜１１０μｍのものを用い、前処理槽２でアルカリまたは酸系の処理液により表面を清浄にする。ここで、アルミニウム箔３は、巻き出しロール１にロール状に巻回された状態で仕掛けられる。
【００２０】
次に、前処理済みのアルミニウム箔３を一次エッチング槽４に搬送し、７０〜９０℃に加温した塩酸と硫酸・硝酸・リン酸等との混酸水溶液からなるエッチング液中にアルミニウム箔３を通す。
【００２１】
この時、アルミニウム箔が正極となるよう給電ローラ５と、アルミニウム箔３を挟むように対向配置された電極板６からなる電極対を負極として直流電流を印加することにより、アルミニウム箔３を電気化学的にエッチングしてピットを発生させる。
【００２２】
次に、このピットが発生したエッチング箔３を二次エッチング槽７に搬送し、７０〜９０℃に加温した塩酸系または硝酸系のエッチング液に浸漬し、化学エッチングによりピットの孔径を拡大する。
【００２３】
その後、洗浄槽（図示せず）においてエッチング箔３を洗浄し、乾燥炉８による乾燥工程を経て巻き取りロール９に巻き取ることにより、電解コンデンサ用エッチング箔を製造する。
【００２４】
（電極対の構成）
図３は、本発明に実施の形態１に係るエッチング機において、図２に示す一次エッチング槽内に配向配置された電極板のＡ−Ａ′線断面図である。
【００２５】
図３に示すように、エッチング液中で対向配置された電極板６からなる電極対では、幅方向の両端部に、当該両端部の電極間距離を幅方向において最大とする加工部が形成されている。このような加工部として、本形態では、電極対を構成する各電極板６の両端部にテーパ部６１が形成されている。
図３には、アルミニウム箔３と対向する部分の幅方向における電極板６の最小電極間距離をＬ１、最大電極間距離をＬ２で示してある。また、電極板６においてアルミニウム箔３と対向する部分の有効幅寸法をＬ３、加工部の幅寸法をＬ４で表してある。
【００２６】
本形態の電極対において、アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最大電極間距離Ｌ２は、最小電極間距離Ｌ１の１．２５〜１．７０倍になっている。
また、加工部の幅寸法Ｌ４は、電極板６においてアルミニウム箔３と対向する部分の有効幅寸法Ｌ３の１０〜３０％に設定されている。
【００２７】
ここで、電極対で対向する電極板６の電極面（電極板同士が対向する側の面）の形状は、アルミニウム箔３の幅方向の中央を中心とする左右対称である。
【００２８】
（本形態の主な効果）
本形態の中高圧用のエッチング機では、電極対の最大電極間距離Ｌ２が最小電極間距離Ｌ１の１．２５〜１．７０倍であり、幅方向の所定位置に電極間距離が広い領域が形成されている。このため、エッチング中、電極板６の間で発生した水素ガスは、電極間距離が広い領域から効率よく排除される。
従って、水素ガスがアルミニウム箔３と電極板６の間から十分に排出されずに局部的に無電解状態を発生させることがないため、アルミニウム箔３は、幅方向全体において水素ガスによる影響を受けずに最適な条件でエッチングされる。それ故、アルミニウム箔３の幅方向の全体にわたって、ピット長が均一となる。
よって、本形態のエッチング機によって製造された電解コンデンサ用エッチング箔では、幅方向における静電容量のバラツキが小さいので、これを用いて電解コンデンサを製造した際、電解コンデンサの静電容量のバラツキが小さく、容量小などの不具合品の発生を防止できる。
【００２９】
また、本形態では、加工部の幅寸法Ｌ４は、電極対においてアルミニウム箔と対向する有効幅寸法Ｌ３の１０〜３０％である。しかも、電極対で対向する電極面の形状は、アルミニウム箔３の幅方向の中央を中心とする左右対称である。このため、アルミニウム箔３の幅方向における容量バラツキをより抑制することができる。
【００３０】
［実施の形態２］
図４は、本発明に実施の形態２に係るエッチング機において、図２に示す一次エッチング槽内に配向配置された電極板のＡ−Ａ′線断面図である。なお、本形態のエッチング機の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３１】
図４に示すように、本形態のエッチング機では、エッチング液中で対向配置された電極板６からなる電極対では、幅方向の両端部に、段差部６２からなる加工部が形成されている。このため、アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最大電極間距離Ｌ２は、最小電極間距離Ｌ１の１．２５〜１．７０倍になっている。
また、加工部の幅寸法Ｌ４は、電極板６においてアルミニウム箔３と対向する部分の有効幅寸法Ｌ３の１０〜３０％に設定されている。
ここで、電極対で対向する電極板６の電極面（電極板同士が対向する側の面）の形状は、アルミニウム箔３の幅方向の中央を中心とする左右対称である。
【００３２】
（本形態の主な効果）
このように構成した中高圧用のエッチング機でも、実施の形態１と同様、電極対の最大電極間距離Ｌ２が最小電極間距離Ｌ１の１．２５〜１．７０倍であり、幅方向の所定位置に電極間距離が広い領域が形成されている。
このため、エッチング中、電極板６の間で発生した水素ガスは、電極間距離が広い領域から効率よく排除される。よって、水素ガスがアルミニウム箔３と電極板６の間から十分に排出されずに局部的に無電解状態を発生させることがないため、アルミニウム箔３は、幅方向全体において水素ガスによる影響を受けずに最適な条件でエッチングされる。それ故、本形態のエッチング機によって製造された電解コンデンサ用エッチング箔では、幅方向における静電容量のバラツキが小さいので、これを用いて電解コンデンサを製造した際、電解コンデンサの静電容量のバラツキが小さく、容量小などの不具合品の発生を防止できるなど、実施の形態１と同様な効果を奏する。
【００３３】
［その他の実施の形態］
上記形態では、直流エッチングにより中高圧用のエッチング箔を製造するためのエッチング機を例に説明したが、アルミニウム箔と電極板（電極対）とに交流を印加してアルミニウム箔に交流エッチングを行うエッチング機、対向配置された電極板（電極対）に交流を印加するとともにその間にアルミニウム箔を通して交流エッチングを行うエッチング機に本発明を適用してもよい。
【００３４】
また、エッチング機では、アルミニウム箔の走行方向に沿って電極対が複数配置されることが多いが、これらの電極対のうちの一部のみに本発明に係る電極構造を採用してもよい。この場合、少なくとも、アルミニウム箔の走行方向における上流側（入側）に位置する電極対に本発明に係る電極構造を採用することが好ましい。
【００３５】
さらに、上記形態では、電極対の長さ方向（深さ方向）の全体に、本発明に係る電極構造を採用した例を説明したが、電極対の長さ方向（深さ方向）の一部に本発明に係る電極構造を採用してもよい。この場合も、少なくとも、電極対の長さ方向（深さ方向）の上流側に本発明に係る電極構造を採用することが好ましい。
【実施例】
【００３６】
［実施例１〜４］
以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明する。本例では、エッチング箔３のエッチング条件などは周知の条件を採用する。すなわち、アルミニウム箔３として、市販のアルミニウム純度９９．９９％以上、厚さ１０４μｍ、幅５００ｍｍのアルミニウム原箔を用いる。
また、一次エッチング槽４には、温度が８０℃、５ｗｔ％塩酸＋２０ｗｔ％硫酸混合液からなるエッチング液を貯留させ、４０００Ａで、２０クーロン／ｃｍ2の電解処理を行う。
二次エッチング槽８には、温度が８０℃、５ｗｔ％の硝酸溶液を貯留させ、一次エッチング槽４でエッチングされたアルミニウム箔３に化学エッチングを行った。化学エッチングは、浸漬時間を調整し、溶解量が５ｍｇ／cｍ2となるように調整した。
【００３７】
本形態において、電極板６としては、図３によるものを用い、その有効幅寸法Ｌ３が５００ｍｍ、厚さ寸法が１００ｍｍの導電性電極を使用し、最小電極間距離Ｌ１を１２０ｍｍとした。
【００３８】
さらに、電極板６については図３に示すテーパ部６１からなる加工部を形成し、それにより、アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最小電極間距離Ｌ１に対する最大電極間距離Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）、および加工部の幅寸法Ｌ４の電極板６においてアルミニウム箔３と対向する部分の有効幅寸法Ｌ３の比（Ｌ４／Ｌ３）を表１に示すように設定した。なお、表１において、（Ｌ２／Ｌ１）が１．００、（Ｌ４／Ｌ３）が「−」で示す従来例とは、図５に示す電極板６の例である。
【００３９】
【表１】
0004541267.tif 000002
【００４０】
このように構成したエッチング機によりエッチング箔を製造した後、エッチング箔の有効幅を４８０ｍｍとし、幅方向において等間隔に１２点打ち抜いたものを化成評価用試料とした。その際の化成条件は、ＥＩＡＪ  ＲＣ―２３６４（１９９２）に従って、２５０Ｖで化成を行い、幅方向の容量を測定した。そのときの容量バラツキの算出結果を表１に示す。
【００４１】
表１から分かるように、最大電極間距離Ｌ２に対する最小電極間距離Ｌ１の比（Ｌ２／Ｌ１）を１．２５〜１．７０倍（Ｌ４／Ｌ３：１０〜３０％）に設定した実施例１〜４では、従来例より高容量で、幅方向の容量バラツキが少なくなっていることが分かる。
【００４２】
但し、Ｌ２／Ｌ１が１．１３倍（Ｌ４／Ｌ３：５％）の比較例１では、容量アップおよび容量バラツキ抑制効果が充分ではない。また、Ｌ２／Ｌ１が１．８０倍（Ｌ４／Ｌ３：４０％）の比較例２は、容量が低下している。よって、最大電極間距離Ｌ２に対する最小電極間距離Ｌ２の比は１．２５〜１．７０倍の範囲であることが好ましい。また、アルミニウム箔３をエッチングする有効幅寸法Ｌ３に対する加工部の幅寸法Ｌ４の比は１０〜３０％の範囲であることが好ましい。
【００４３】
［実施例５、６］
実施例１〜４では、電極板６としては、図３を参照したものを用いたが、実施例５、６では、図４に示す段差部６２からなる加工部を形成し、それにより、アルミニウム箔と対向する部分の幅方向における最小電極間距離Ｌ１に対する最大電極間距離Ｌ２の比（Ｌ２／Ｌ１）、および加工部の幅寸法Ｌ４の電極板６においてアルミニウム箔３と対向する部分の有効幅寸法Ｌ３の比（Ｌ４／Ｌ３）を表２に示すように設定した。なお、表２においても、（Ｌ２／Ｌ１）が１．００、（Ｌ４／Ｌ３）が「−」で示す従来例とは、図５に示す電極板６の例である。また、エッチング条件や容量バラツキの求め方については、実施例１〜４と同様である。
【００４４】
【表２】
0004541267.tif 000003
【００４５】
表２から分かるように、最大電極間距離Ｌ２に対する最小電極間距離Ｌ１の比（Ｌ２／Ｌ１）を１．２５倍（Ｌ４／Ｌ３：３０％）に設定した実施例５、および最大電極間距離Ｌ２に対する最小電極間距離Ｌ１の比（Ｌ２／Ｌ１）を１．７０倍（Ｌ４／Ｌ３：１０％）に設定した実施例６では、従来例より高容量で、幅方向の容量バラツキが少なくなっていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】エッチング機の基本的な構成を模式的に示す説明図である。
【図２】図１に示す一次エッチング槽の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電極対の構成を示す横断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電極対の構成を示す横断面図である。
【図５】従来の電極対の構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  巻き出しロール
２  前処理槽
３  アルミニウム原箔
４  一次エッチング槽
５  給電ローラ
６  電極板
７  二次エッチング槽
８  乾燥炉
９  巻き取りロール
６１  テーパ部（加工部）
６２  段差部（加工部）
【図１】
0004541267.tif 000004
【図２】
0004541267.tif 000005
【図３】
0004541267.tif 000006
【図４】
0004541267.tif 000007
【図５】
0004541267.tif 000008